Транзистор?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 26

Незнайкин. — Я предаю огню свою библиотеку научно-фантастической литературы. Зачем хранить эти фантастические романы о будущем, если действительность далеко превзошла воображение их авторов? И в связи с этим я хотел задать тебе вопрос относительно этих колоссальных шаров-спутников, которые должны на высоте 35 000 км вращаться вокруг Земли, делая один оборот за 24 ч, в результате они всегда будут оставаться над одной и той же точкой земного шара.

Л. — Ты прекрасно знаешь, что они позволяют установить дальнюю связь, так как радиоволны будут отражаться от их металлизированной оболочки. С помощью этих шаров можно осуществлять обмен телевизионными передачами на очень больших расстояниях.

Н. — Это я знал, по в этой истории с искусственными спутниками меня заинтересовало то, что шары надуваются уже после их выхода на орбиту, что, как мне кажется, сильно усложняет дело.

Л. — Что ты, Незнайкин! Разве ты не понимаешь, что шары такого диаметра в надутом состоянии абсолютно не способны пролететь через земную атмосферу со скоростью 8 км/с. Напротив, в пустоте, которая царит на высоте, где они находятся, ничто не препятствует их движению.

Н. — Мне стыдно, что я до этого не додумался. И тем не менее я знаю добрый старый закон Ньютона, гласящий, что каждое действие встречает равное ему противодействие, направленное в противоположную сторону. Очевидно, это то противодействие, которое некогда изучали в радиотехнике под названием обратной связи.

Вопросы коррекции

Л. — Не совсем так, мой дорогой друг. Конечно, обратная связь предполагает направленное в обратную сторону действие, которое оказывается противоположным первоначальному действию. Но не следует забывать, что в том виде, как мы ее рассматриваем, она осуществляется путем ввода на вход усилителя части энергии, взятой с его выхода. Следовательно…

Н. — …это своего рода удар в обратную сторону. Нечто похожее происходит со мной, когда я, совершив ошибку, хочу ударить себя ногой по затылку…

Л. — Слово «исправить» в этом случае как нельзя более к месту. Действительно, позволь напомнить тебе, что обратная связь своего рода утешительное средство от всех бед: она уменьшает все искажения — частотные, нелинейные и, наконец, фазовые.

Н. — Да, я вспоминаю. Все, что ты назвал, ослабляется благодаря тому, что напряжение, повторно вводимое на вход, содержит в противофазе все эти искажения. Поступая в обратном направлении, они компенсируют возникающие в самом усилителе искажения.

Л. — Браво, Незнайкин! Ты ничего не забыл. А знаешь ли ты, что, кроме того, обратная связь уменьшает искажения, которые могут возникать из-за колебаний напряжения питания?

Н. — Это очень ценно. Мне следует, пожалуй, прибавить цепи обратной связи ко всем каскадам телевизора, что стоит в нашем загородном домике. Напряжение электросети там очень нестабильно. И изображение весьма любопытно искажается: то оно слишком темное, то слишком яркое. Да и его размеры изменяются, и я нередко вижу, как головы действующих лиц то расширяются, то сжимаются… Это очень забавно.

Л. — Для таких случаев обратная связь хорошее средство, так как все появляющиеся на выходе искажения исправляются путем частичного возвращения на вход искаженного сигнала. Однако в твоем случае целесообразнее поставить между розеткой электросети и телевизором стабилизатор напряжения.

Н. — Почему? Ведь обратная связь имеет только положительные качества?

Возвращение к лампам

Л. — Мой друг, ты еще слишком молод и не знаешь, что за все приходится платить: если обратная связь уменьшает искажения, то она также снижает коэффициент усиления усилителя. Вот почему ее применение возможно лишь в том случае, если имеется запас усиления… Если уж мы начали об этом говорить, то не мог бы ты, Незнайкин, начертить основные схемы обратной связи, используемые в усилителях на лампах?

Н. — Обратную связь можно создать, включив между катодом и отрицательным полюсом источника анодного напряжения резистор R_o.c без блокировочного конденсатора (рис. 60, а).

Pиc. 60. Обратная связь в ламповом каскаде.

а — обратная связь по току (обусловлена общим для цепей сетки и анода резистором R_{о. с});

За исключением этой детали, схема совпадает с нарисованной мною в прошлый раз схемой сеточного смещения на резисторе в цепи катода (рис. 57). Но эта «небольшая деталь» все изменяет. Теперь, если под действием усиливаемого сигнала сетка становится более положительной, анодный ток возрастает и, проходя через резистор R_o.c, увеличивает на нем падение напряжения, что в свою очередь делает сетку более отрицательной. Таким образом, анодный ток пытается оказать противодействие влиянию первичного сигнала.

Л. — Прекрасно, Незнайкин, ты начинаешь изъясняться так же ясно, как мой дядюшка Радиоль, который некогда вбил мне в голову элементарные принципы радиотехники… Твоя схема создает обратную связь под воздействием анодного тока, и она называется последовательной обратной связью или обратной связью по току.

Н. — Если это так, то параллельную обратную связь или обратную связь по напряжению можно создать при помощи второй моей схемы (рис. 60, б), так как здесь я ввожу на сетку переменное напряжение, создаваемое на выходном резисторе R_а. Я осуществляю это с помощью резистора R_oc и, разумеется, отделяю постоянное напряжение конденсатором С₂.

Pиc. 60, б — обратная связь по напряжению (достигается подачей на сетку части переменного напряжения с резистора R_а при помощи делителя напряжения R_{о. с}R_с через конденсатор С₂).

Л. — Правильно. Подаешь ли ты на сетку все входное напряжение?

Н. — О нет, этого было бы слишком много. Резисторы R_ocи R_c образуют делитель напряжения, позволяющий подавать на сетку только остающуюся на резисторе R_c часть выходного напряжения, и так как величина R_o.c подбирается значительно большей, чем величина R_c, сетка получает лишь небольшую часть выходного напряжения.

Переход к транзистору

Л. — Своими блестящими объяснениями ты значительно облегчил мою задачу, потому что я как раз собирался рассказать тебе об обратной связи в транзисторных схемах. Вот относящиеся к транзисторам схемы обратной связи по току и по напряжению (рис. 61). Различают также последовательную и параллельную обратную связь^[14].